Самовозбуждающий инвертор

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в системах электроснабжения. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит трансформатор (т) 3 со средней точкой, управляемые тиристоры 6 и 7, коммутирующий конденсатор 8. Т 3 содержит основной сердечник (С) 17 и управляющий сердечник 18, две первичные рабочие полуобмотки 4 и 5 и выходная 19 намотаны на С 17 и 18, а управлякщие обмотки 13 и Г4 на С 18. Плоский управляющий С 18 размещается на С 17 таким образом, чтобы средние длины из совпадали, при этом материал сердечника имеет прямоугольную петлю гистерезиса. Указанное выполнение магнитопровода обеспечивает .снижение выброса тока ключа при переключении. Введение дросселя 2 и подключение управляющих обмоток к отрицательному входному выводу позволяет уменьшить массу и габариты устройства за счет обеспечения глубокого насьш;ения магнитопровода . I з.п., 4 ил. (О ел I..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (594 Н 02М 7 515

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3773353/24-07 (22) 27.07.84 (46) 30.06.86. Бюл. ¹ 24 (72) Ю.А.Середа и С.Н.Холин (53) 621.314.57(088.8) (56)Авторское свидетельство СССР № 723741, кл. Н 02 М 7/515, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 803090, кл. Н 02 М 7/515, 1978.

Электронная техника в автоматике.

Сб. статей / Под ред. Ю.И.Конева.

Вып. 10, М.: Советское радио, 1978, с. 121, рис. 1. (54) САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в системах электроснабжения. Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей. Устройство содержит трансформатор (Т) 3 со средней точкой, управляемые тиристоры 6 и

7, коммутирующий конденсатор 8. Т 3 содержит основной сердечник 1С ) 17 и управляющий сердечник 18, две первичные рабочие полуобмотки 4 и 5 и выходная 19 намотаны на С 17 и 18, а управляющие обмотки 13 и 14 на

С 18. Плоский управляющий С 18 размещается на С 17 таким образом, чтобы средние длины их совпадали, при этом материал сердечника имеет прямоугольную петлю гистерезиса. Указанное выполнение магнитопровода обеспечивает,снижение выброса тока ключа при переключении. Введение дросселя 2 и подключение управляющих обмоток к отрицательному входному выводу позволяет уменьшить массу и габариты устройства за счет обеспечения глубокого насыщения магнитопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

12413

Изобретение относится к электротехнике, а именно к. преобразовательнои технике, и может использоваться в системах электроснабжения °

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей устройства путем обеспечения глубокого насыщения ocíoâíîão магнитопровода и повышение надежности путем снижения выброса тока ключей при переключе- 10 нии.

На фиг. 1 изображена электрическая схема инвертора; на фиг. 2 — размещение плоского управляющего сердечника с двумя управляющими обмотками 15 на сердечнике трансформатора, на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 4 — диаграммы процесса перемаг,ничивания основного и управляющего сердечников, где  — индукция в ма- 20 териале сердечника, Н вЂ” напряженность магнитного поля.

Инвертор (фиг. 1) состоит из источника 1 входного напряжения, полюс которого соединен через сглаживающий дроссель 2 со средней точкой трансформатора 3, к первичным полуобмоткам 4 и 5 последнего подключены аноды управляемых тиристоров 6 и 7, параллельно которым подключен коммути- 30 рующий конденсатор 8. К управляющим электродам тиристоров 6 и 7 подключены цепи управления выработки отпирающих импульсов, включающие в себя диоды 9 и 10 и резисторы 11 и 12.

Диод 9 соединен с резистором 12, причем диоды 9 и 10 соединены с одними концами обмоток 13 и 14, другие концы которых имеют общую точку с катодами управляемых тиристоров 6 и 7 40 и подключены к минусу источника 1 питания. В цепь управления тиристора

:6 включена RC цепь начального возбуж-! ! дения на конденсаторе 15 и резисторе 16.

Выходной трансформатор 3 содержит основной сердечник 17 и управляющий сердечник 18 (фиг.2),две первичные рабочие полуобмотки 4 и 5, одну выходную обмотку 19, две управляющие обмот-S0 ки 13 и 14.

Принципиально важно, чтобы оба сердечника имели прямоугольную петлю гистерезиса (фиг. 3), а петля гистерезиса управляющего сердечника 18 55 выбирается из условия

Hc) 2Hc с

82 2 где H — коэрцитивная сила управляют щего сердечника 18;

Н вЂ” коэрцитивная сила основного сердечника !7.

Масса и габариты плоского управля1 ющего сердечника 18 незначительны по сравнению с массами и габаритами сердечника 17.

Обмотки 4, 5 и 19 наматываются на сердечники 17 и 18 (фиг. 2), а обмотки 13 и 14 — только на сердечник 18.

Плоский управляющий сердечник 18 размещается на рабочем сердечнике

17 так, чтобы средние длины их совпадали, т.е.,. Э где 1,. — средняя длина окружности сердечника 17;

l,, — средняя длина окружности сердечника 18.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания U от источника

1 вхоцного напряжения (фиг. 2) цепь

I начального возбуждения на элементах

15 и 16 открывает тиристор 6, в анодной цепи которого начинает протекать ток. С целью устойчивой работы инвертора в заданном диапазоне частот, а также устранения пульсаций входного тока предусмотрен сглаживающий дроссель 2. Анодный ток тиристора 6 определяется током заряда коммутирующего конденсатора и током первичной полуобмотки 4 выходного трансформатора 3.

Вследствие явления взаимоиндукции при прохождении тока в полуобмотке 4 трансформатора 3 в другой полуобмотке 5 возникает равная по величине ЭДС. Коммутирующий конденсатор 8 оказывается заряженным до двойного напряжения источника 1 питания.

При одинаковой длине сердечников

17 и 18 (фиг. 2) напряженности магнитного поля последних всегда будут равны друг другу, так как первичная обмотка у них общая. При перемагничивании основного сердечника 17 участок 20-21 на фиг. 4) напряженность его магнитного поля практически не меняется, поэтому управляющий сердечник 18 не перемагничивается и ЭДС в обмотках 13 и 14 близка к нулю.

Таким образом, противоЭДС в обмотках 13 и 14 формируется только за счет перемагничивания основного сердечника 17 и соответственно при1241382 ложенное напряжение трансформируется только в обмотки, намотанные на основном сердечнике 17.

После насыщения основного сердечника 17 (точки 21 -23 на фиг. 4) на- 5 пряженность магнитного поля резко возрастает вследствие резко возрастающего тока, намагничивания и достигает точки 22 (фиг. 4) управляющего сердечника 18, который начинает пе- 10 ремагничиваться, и противоЭДС в рабочей, обмотке формируется теперь за счет перемагничивания управляющего сердечника 18, а соответственно приложенное напряжение U трансформи- t5 руется только в обмотках, намотанных на управляющем сердечнике 18. На участке 22 -23 (фиг. 4) ЭДС управляющей обмотки 14 равна и

Wq г

WP где 1 — ЭДС управляющей обмотки 14; — количество витков управляю1! щей обмотки 14; 2(W — общее количество витков перP вичной обмотки °

Появившаяся ЭДС открывает закрытый тиристор 7, и весь процесс повторяется. 3(20

Коммутирующий конденсатор 8 через тиристор 7 оказывается подключенным к источнику 1 питания с обратной полярностью и начинает перезаряжаться через первичные полуобмотки 4 и 5 трансформатора 3, приобретая противоположную полярность (на фиг. 1 указана в скобках). В результате во вторичной обмотке 19 наводится переменная ЭДС.

40

Время перемагничивания управляющего сердечника 18 определяется временем перехлючения тиристоров 6 или - 45 7 и поэтому его сечение должно быть достаточным по этому условию.

Кремниевые диоды 9 и 10 закрывают небольшое управляющее напряжение, появляющееся при перемагничивании рабочего сердечника 17 в обмотках 13 или 14, а резисторы ll и 12 ограничивают величину тока открывающего импульса °

Формула изобретения

1. Самовоэбуждающийся инвертор,, содержащий. два силовых ключа, соединенных одними силовыми выводами с первым входным выводом, а другими силовыми выводами с крайними выводами первичной обмотки трансформатора, имеющего основной и управляющий сердечники и выходную обмотку, управляющий вывод каждого силового ключа через ограничивающий резистор и диод соединен с выводом управляющей обмотки, расположенной на управляющем сердечнике, коммутирующий и запускающий конденсаторы и резистор, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей путем обеспечения глубокого насыщения основного магнитопровода, введен дроссель, включенный между вторым входным выводом и. средним выводом первичной обмотки, к крайним выводам которой подключен коммутирующий конденсатор, а запускающий конденсатор и резистор соединены последовательно и включены между вторым входным выводом и управляющим выводом одного из ключей, причем свободные выводы управляющих обмоток соединены с первым входным выводом, 2. Инвертор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения выброса тока ключа при переключении, основной и управляющий сердечники выполнены иэ материала,.имеющего прямоугольную петлю гистерезиса, имеют одинаковую среднюю длину силовой линии, коэрцитивная сила управляющего сердечника не менее, чем в два раза больше основного, а время насыщения . управляющего сердечника не меньше времени коммутации ключей.

1241382

% их

Фиг. Ю

Фиг. 2

Составитель В.Авдеев

Редактор К.Копча Техред Л.Олейник Корректор M. Демчик

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3608/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4